專利名稱：隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在室內(nèi)對隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)的試驗(yàn)裝置，即一種隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在石油勘探中，隨著陸上水平井和大斜度井鉆井工作量增加以及海上鉆井的需求，常規(guī)電纜測井已經(jīng)不能滿足測井技術(shù)的需要，因此隨鉆測井技術(shù)得到了非常迅速的發(fā)展。它可以實(shí)現(xiàn)鉆井和測井同時(shí)進(jìn)行，是將測井儀器安裝在靠近鉆頭的部位，在地層未受到明顯侵入和污染的條件下進(jìn)行測量，和傳統(tǒng)的電纜測井相比較，具有實(shí)時(shí)性好、測井精度高等優(yōu)點(diǎn)。隨鉆電磁波電阻率測井儀器是隨鉆測井中最常用的儀器之一，它通過測量兩個(gè)接收線圈上感應(yīng)電動勢的相位差和幅度比來獲得地層的電阻率信息，由于油層的電阻率較高，因此它能夠有效的識別油層，并還具有能夠指導(dǎo)鉆頭在油層中水平鉆進(jìn)的地質(zhì)導(dǎo)向功能?？梢?，研制隨鉆電磁波電阻率測井儀器具有非常重要的實(shí)際意義，能夠增強(qiáng)我國在隨鉆測井領(lǐng)域中的實(shí)力，幫助油田找到更多的油氣儲層，緩解油氣資源緊缺的局面。我國在研制此種儀器中大多采用仿制的方法，很少掌握核心技術(shù)，這樣雖然能加快研制速度，但并不利于我國測井技術(shù)的真正發(fā)展。為了掌握核心技術(shù)，我們從基礎(chǔ)理論研究開始，研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)隨鉆電磁波電阻率測井儀器。在原理樣機(jī)研制階段，需要對該儀器的響應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，但由于隨鉆電磁波電阻率測井儀的質(zhì)量和體積都很大，搬運(yùn)起來很不方便，如果等到在室外刻度時(shí)才發(fā)現(xiàn)儀器的響應(yīng)規(guī)律錯誤，無疑會耽誤很多時(shí)間，并需要付出很多額外的工作量和產(chǎn)生許多不必要的麻煩。因此，如果設(shè)計(jì)出一種對隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)檢驗(yàn)的裝置，實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)對隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)的檢驗(yàn)，則能夠?yàn)橄乱徊竭M(jìn)行室外的刻度試驗(yàn)提供一定的保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種對隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)檢驗(yàn)的裝置，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠?yàn)殡S鉆電磁波電阻率測井儀進(jìn)行室外的刻度試驗(yàn)提供一定的保障。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案
一種隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，包括一個(gè)盤式絕緣支撐體，所述盤式絕緣支撐體的中心孔直徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀的直徑相匹配，在所述盤式絕緣支撐體的支撐盤面上至少設(shè)有一個(gè)開路的圓形金屬環(huán)(2)，所述圓形金屬環(huán)圍繞盤式絕緣支撐體的支撐盤面中心逐漸向外分布，從所述圓形金屬環(huán)(2)的豁口端部引出快接頭(6)，另外與所述快接頭(6)匹配設(shè)有η個(gè)阻容模塊(7)，η為自然數(shù)。所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，阻容模塊包括由m個(gè)并聯(lián)的電容與P個(gè)并聯(lián)的電阻串聯(lián)后組成的阻容電路以及與前述從圓形金屬環(huán)的豁口端部引出的快接頭匹配的接插件，所述阻容電路串聯(lián)連接在接插件的兩個(gè)快接頭之間，m和P為自然數(shù)。
所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，盤式絕緣支撐體包括一支撐盤
(I)及一法蘭座，所述支撐盤(I)與法蘭座緊固連接，法蘭座的開孔直徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀直徑匹配。所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，盤式絕緣支撐體包括支撐盤(I) 及轉(zhuǎn)筒(8)，所述轉(zhuǎn)筒(8)匹配嵌套安裝在所述盤式絕緣支撐體的支撐盤(I)中心孔內(nèi)，支撐盤(I)所在平面與所述轉(zhuǎn)筒(8)的中心線垂直，所述轉(zhuǎn)筒(8)的孔徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀直徑匹配。本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置的工作原理
將金屬環(huán)與儀器(隨鉆電磁波電阻率測井儀)同軸放置，并放在接收線圈附近，當(dāng)儀器工作時(shí)，發(fā)射線圈會在金屬環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在金屬環(huán)開路兩端串聯(lián)不同電阻就會在金屬環(huán)中產(chǎn)生不同的電流，這個(gè)電流就會在接收線圈上產(chǎn)生信號。在對儀器響應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)可以將金屬環(huán)放在兩個(gè)接收線圈中間或者從接收線圈的一側(cè)移動到另一側(cè)，再通過改變串聯(lián)電阻得到一系列的響應(yīng)值，并將測量值與理論計(jì)算值對比，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)對儀器響應(yīng)的檢驗(yàn)?zāi)康摹１景l(fā)明的有益效果
I、本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，用非常簡單的方式實(shí)現(xiàn)了在室內(nèi)對隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)的檢驗(yàn)，為下一步進(jìn)行室外的刻度試驗(yàn)提供了一定的保障。 因?yàn)閮x器的質(zhì)量和體積都很大，搬運(yùn)起來很不方便，本發(fā)明能夠在室內(nèi)及時(shí)對儀器的響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠避免許多不必要的麻煩，提高儀器室外刻度的效率，降低工作量。2、本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用方便， 容易實(shí)施，能夠理想的達(dá)到室內(nèi)對儀器響應(yīng)的檢驗(yàn)?zāi)康摹?br>

圖I :本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖2 :本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置絕緣支撐體側(cè)視圖3 :本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置阻容模塊的一種實(shí)施方式原理
圖4 :本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置使用狀態(tài)圖5 圖28 :不同的金屬環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸及串聯(lián)電阻情況下儀器的響應(yīng)曲線(編號為奇數(shù)的為沒有調(diào)諧的計(jì)算結(jié)果，編號為偶數(shù)的為調(diào)諧的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算方法采用徑向成層介質(zhì)中的并矢格林函數(shù)法)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參見圖I、圖2，本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，包括一個(gè)盤式絕緣支撐體，所述盤式絕緣支撐體中心孔直徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀的直徑相匹配，在所述盤式絕緣支撐體的支撐盤面上至少設(shè)有一個(gè)開路的圓形金屬環(huán)2，所述圓形金屬環(huán)2圍繞盤式絕緣支撐體的支撐盤面中心逐漸向外分布，從所述圓形金屬環(huán)2的豁口端部引出快接頭6，另外與所述快接頭6匹配設(shè)有η個(gè)阻容模塊7，η為自然數(shù)。圖中I為支撐盤。
實(shí)施例二 參見圖I 圖3，本實(shí)施例的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置與實(shí)施例一不同的是進(jìn)一步說明了阻容模塊7的結(jié)構(gòu)，所述阻容模塊包括由m個(gè)并聯(lián)的電容與P個(gè)并聯(lián)的電阻串聯(lián)后組成的阻容電路以及與從圓形金屬環(huán)2的豁口端部引出的快接頭 6匹配的接插件，所述阻容電路串聯(lián)連接在接插件的兩個(gè)快接頭之間。m和P為自然數(shù)。本發(fā)明設(shè)有多個(gè)阻容模塊，圖3提供了阻容模塊的一種實(shí)施方式。實(shí)施例三參見圖I、圖2，本實(shí)施例的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，盤式絕緣支撐體包括支撐盤I及轉(zhuǎn)筒8，所述轉(zhuǎn)筒8匹配嵌套安裝在所述盤式絕緣支撐體支撐盤I的中心孔內(nèi)，支撐盤I所在平面與轉(zhuǎn)筒8的中心線垂直，轉(zhuǎn)筒8的孔徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀直徑匹配。
實(shí)施例四參見圖1，本實(shí)施例的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，與實(shí)施例三不同的是轉(zhuǎn)盤式絕緣支撐體包括支撐盤I及一法蘭座，所述支撐盤I與法蘭座緊固連接， 所述法蘭座的開孔直徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀直徑匹配。圖4為本發(fā)明隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置工作狀態(tài)示意圖。圖中，I為支撐盤(架)，2為金屬環(huán)，3為儀器的發(fā)射線圈，4、5為儀器的接收線圈。I)、如圖所示將測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置與儀器同軸放置，位置放在兩個(gè)接收線圈的中點(diǎn)，且可以在兩個(gè)接收線圈附近移動。2)、發(fā)射線圈3發(fā)射電磁波，電磁波在兩個(gè)接收線圈4、5以及金屬環(huán)2上會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，將2串聯(lián)一定阻值的電阻則2上會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個(gè)感應(yīng)電流又會在兩個(gè)接收線圈4和5上產(chǎn)生附加的感應(yīng)電動勢，這樣兩個(gè)接收線圈上的感應(yīng)電動勢就是發(fā)射線圈3 產(chǎn)生的和金屬環(huán)2產(chǎn)生的之和。3)、改變串聯(lián)在2上的電阻，則2上的感應(yīng)電流會隨之變化，接收線圈4、5上的感應(yīng)電動勢也隨之變化。4)、在金屬環(huán)上串聯(lián)的電阻一定的情況下，改變裝置的位置則2上的感應(yīng)電流也會隨之變化，相應(yīng)的接收線圈4、5上的感應(yīng)電動勢也隨之變化。5)、理論計(jì)算出改變串聯(lián)在2上的電阻或改變裝置位置時(shí)兩個(gè)接收線圈4、5上電動勢的相位差和幅度比，并將這些數(shù)據(jù)作為參考，與實(shí)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)對儀器響應(yīng)檢驗(yàn)的目的。本發(fā)明所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，金屬環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸及串聯(lián)電阻的選取依據(jù)是，通過理論計(jì)算出金屬環(huán)位置變化、半徑變化和串聯(lián)不同電阻時(shí)儀器的響應(yīng)曲線，考慮實(shí)際儀器響應(yīng)的測量范圍，并以響應(yīng)曲線變化明顯作為原則來選取金屬環(huán)的尺寸和串聯(lián)電阻的范圍。以頻率為2MHz，源距為20in、30in、46in的隨鉆電磁波電阻率儀器為例，我們進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬，計(jì)算時(shí)將金屬環(huán)放在了兩個(gè)接收線圈的中點(diǎn)，并考慮了金屬環(huán)自身的阻抗，采取了對金屬環(huán)自身的感抗進(jìn)行調(diào)諧與不調(diào)諧兩種方式計(jì)算。圖5 28是所有情況的計(jì)算結(jié)果。計(jì)算采用的數(shù)值計(jì)算方法是徑向成層介質(zhì)中的并矢格林函數(shù)法。此方法采用遞推矩陣方法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)圓柱形層界面處電場和磁場的連續(xù)性條件得到確定待定系數(shù)的矩陣方程組并通過遞推方法快速求解。只需改變方程組中源項(xiàng)元素的位置，就可以方便地得到當(dāng)源點(diǎn)和場點(diǎn)在任意層時(shí)的Green函數(shù)，形式簡潔、 易于編程。圖中的橫坐標(biāo)為串聯(lián)的電阻，縱坐標(biāo)為兩個(gè)接收線圈間的相位差和幅度比響應(yīng)， 不同顏色及樣式的曲線代表不同金屬環(huán)半徑時(shí)的響應(yīng)。
觀察發(fā)現(xiàn)，調(diào)諧后各組曲線的變化幅度范圍要明顯高于不調(diào)諧時(shí)的變化范圍，因此，建議在實(shí)測時(shí)對金屬環(huán)進(jìn)行調(diào)諧，去除感抗。另外，調(diào)諧后各圖中變化幅度范圍最大的曲線對應(yīng)的金屬環(huán)半徑基本都在O. 3m-0. 5m范圍內(nèi)，所以建議實(shí)際測量時(shí)選用半徑在此范圍內(nèi)的金屬環(huán)。然后根據(jù)具體情況再選擇電阻變化范圍。此金屬環(huán)的適用范圍是頻率在 400KHz 2MHz，源距在20in 46in范圍內(nèi)的隨鉆電磁波電阻率儀器。當(dāng)然，針對其他頻率和源距的電磁波電阻率儀器可以利用本專利提供的方法進(jìn)行分析給出適合于該儀器的金屬環(huán)半徑和串聯(lián)電阻的范圍。本發(fā)明所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，材料的選取原則是整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中除了開路的圓形金屬環(huán)是金屬導(dǎo)體以外，其余的附件及支撐架均為電參數(shù)與空氣接近的材料，如玻璃鋼等。
權(quán)利要求
1.一種隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，包括一個(gè)盤式絕緣支撐體，所述盤式絕緣支撐體的中心孔直徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀的直徑相匹配，其特征是在所述盤式絕緣支撐體的支撐盤面上至少設(shè)有一個(gè)開路的圓形金屬環(huán)(2)，所述圓形金屬環(huán)圍繞盤式絕緣支撐體的支撐盤面中心逐漸向外分布，從所述圓形金屬環(huán)(2)的豁口端部引出快接頭(6)，另外與所述快接頭(6)匹配設(shè)有η個(gè)阻容模塊(7)，η為自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，其特征是所述阻容模塊包括由m個(gè)并聯(lián)的電容與P個(gè)并聯(lián)的電阻串聯(lián)后組成的阻容電路以及與前述從圓形金屬環(huán)(2)的豁口端部引出的快接頭(6)匹配的接插件，所述阻容電路串聯(lián)連接在接插件的兩個(gè)快接頭之間，m和P為自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，其特征是所述盤式絕緣支撐體包括一支撐盤(I)及一法蘭座，所述支撐盤(I)與法蘭座緊固連接，法蘭座的開孔直徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀直徑匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，其特征是所述盤式絕緣支撐體包括支撐盤(I)及轉(zhuǎn)筒(8 )，所述轉(zhuǎn)筒(8 )匹配嵌套安裝在所述盤式絕緣支撐體的支撐盤(I)中心孔內(nèi)，支撐盤(I)所在平面與所述轉(zhuǎn)筒(8)的中心線垂直，所述轉(zhuǎn)筒(8)的孔徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀直徑匹配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在室內(nèi)對隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。一種隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)檢驗(yàn)裝置，包括一個(gè)盤式絕緣支撐體，所述盤式絕緣支撐體的中心孔直徑與隨鉆電磁波電阻率測井儀的直徑相匹配，在所述盤式絕緣支撐體的支撐盤面上至少設(shè)有一個(gè)開路的圓形金屬環(huán)(2)，所述圓形金屬環(huán)圍繞盤式絕緣支撐體的支撐盤面中心逐漸向外分布，從所述圓形金屬環(huán)的豁口端部引出快接頭(6)，另外與所述快接頭匹配設(shè)有n個(gè)阻容模塊(7)，n為自然數(shù)。本發(fā)明試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠?yàn)殡S鉆電磁波電阻率測井儀進(jìn)行室外的刻度試驗(yàn)提供一定的保障。
文檔編號E21B49/00GK102606148SQ20121007671
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者宋殿光, 方輝, 李郴, 段寶良, 郭巍, 韓宏克, 魏少華 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所